PDM的实施方案

【导读】
PDM的实施方法研究 目前某企业的发展势头良好,业务不断拓展,但是在数据管理方面存在诸如: 数据管理 不集中, 版本管理 混乱,数据检索与重用的问题。实施PDM是解决企业中数据

目前某企业的发展势头良好,业务不断拓展,但是在数据管理方面存在诸如:数据管理不集中,版本管理混乱,数据检索与重用的问题。实施PDM是解决企业中数据管理问题的需要;但是PDM只是为企业提供一种组织、管理和重用数据的模式、机制和能力;而企业要实施PDM,不仅要强调软件的运用,更要根据企业的具体情况来配置,将企业实际与PDM的特点结合起来才能顺利的实施出企业所需要的PDM系统。本章将从企业基本情况出发研究PDM的实施方法。

1企业现状与需求分析
企业实施PDM首先要对企业的基本情况和数据管理情况进行具体分析,才能针对的企业的实际问题,实施企业所需要的PDM系统。
 

1.1企业基本情况
依据《关于印发中小企业划型标准规定的通知》对我国在中小微型企业的划分标准:按照从业人员、营业收入、资产总额等指标或替代指标,将我国的企业划分为大型、中型、小型、微型等四种类型。其中,对工业类小型企业的定义为:人数20-300人,营业额300-2000万。
   

1.2企业产品数据管理的问题
该企业虽然其产品的设计技术水平在同行业中处于领先地位,但是,其数据管理上还有很多的薄弱环节。下面从文档保管、文档标识等九个方面分析数据管理的现状:

    文档保管:设计图纸审批发布后,由设计人员自行整理存放于文件柜中;电子文档存放于各人计算机,其他人员需要获取相关文件时,只能通过设计人员查找数据,数据共享上比较困难。
 
    文档标识:零件名称有“编号+零件名称”和“企业简称十编号十零件名称”的格式,编号形式有:“00-00-001 ”、“ 00.00. 001”等格式,对这些命名和编号的格式没有进行规范和统一。

    版本管理:零件版本,只保留一个最多两个版本,版本之间标识方法为“文件名称+数字”或“文件名称+日期”等。进行装配体版本和模拟仿真文件版本管理时,设计人员采用整个装配体文件夹单独复制另存为版本的方法,管理由于隐藏和压缩或修改部分零部件后产生的新版本;并且只保存部分版本文档数据资料,无法满足对历史版本追溯的要求。
 
    系列化产品管理:在管理系列化的产品零件时,设计人员在复制整个旧产品数据基础上进行更改。修改后的产品零部件的几何特征与旧版本零件相似,设计人员引用数据时常出错,例如:本该用于第三代自动清罐机的轴类零件,由于几何结构较为相似而错误地用到第四代产品的生产中。另一方面,设计人员对版本间的数据采用重命名的方式简单区分,不能有效地将这些数据与旧数据较好的区分开来,也没有为数据与配置建立参考引用关系,数据混淆问题时常发生。
 
    数据通用性:企业中使用2013-2015版的SOLIDWORKS软件,由于低版本软件不能打开高版本文件,由于库版本不一致,导致拷贝其他设计人员的模型文件时经常要花时间进行模型恢复工作,数据通用性差。
 
    数据审核:用于审批的文件采用纸质文档提交审批,审批流程比较缓慢。修改后,如果是发给其他部门如生产部门,需要通过纸质文件手工标注的方式重新发布,不及时。所以业务流程效率低。
 
    任务交接:企业设计人员总共6人,4人负责机械部分设计,2名负责电控部分设计。而设计人员时常需要外出调研,设计数据在个人计算中存储,任务的交接困难,这样就会导致设计任务的中断,延长产品设计周期。
 
    BOM管理:材料明细表通过SOLIDWORDS自动生成后,时常会有错漏问题。并且生成后还要按产品结构、材料、或零件的名称类型等进行手工再整理,BOM的管理工作量较大。

    设计与制造协同方面:企业设计部门与生产部门不在同一地点,进行部门之间的交流、沟通不方便,设计与工艺部门的协同存在一定障碍。设计部门的产品设计完成之后,采用纸质文档发送给加工车间,但是时常因为设计的工艺问题,需要重新进行设计,设计与制造的协同模式比较落后。
 
   
综上,该企业存在的问题可简要归纳为:文档的管理手段落后,管理能力较弱;版本管理方式简单,数据容易发生混乱;对文档的审批、发放与变更等活动的动态控制不够,数据的动态管理能力差;缺少必要的协同设计平台和方法,产品的设计与制造的协同性差。
 

1.3企业对PDM系统的需求分析
根据以上的产品数据管理的问题,从以下的几个方面分析企业对PDM系统的需求。

    1.图文档的管理需求
    企业首先要考虑的问题是图文档案的管理。从企业存在的问题来说,企业对PDM的图文管理模块的需求应该包括的功能有:允许用户快速的访问企业信息,能对企业的数据进行统一管理,并保证产品数据的安全;并提供一种方便快捷的文档搜索机制。其次,支持图文档版本的记录、修改、标识、追溯、更新等控制。
 
    2.产品结构与配置管理的需求
    将产品的文档与工程数据联系起来,实现对产品数据的组织与管理。结构与配置管理模块的功能要有:支持数据和组织管理,能够管理数据间的联系;支持物料清单的生成、修改与查询,支持产品结构的浏览、查询等。
 
    3.产品的过程管理的需求
    要能够监控和跟踪产品设计过程,实现对产品的设计过程人员参与设计活动的有效控制,能够对审批、更新、发布等活动进行管理。对该模块的功能需求有:定制流程,并在时间上和权限上控制产品生命周期中数据操作人员的活动;提供协同环境,协同产品设计等。
 
    4.数据重用与共享的需求
    数据是企业的财富,要能够充分利用的数据财富。满足重用与共享的需要,要有数据分类与快速检索的能力,并为企业提供一个数据获取方便,安全共享的集成平台。

 



 
2 PDM系统的实施流程
PDM不是一个设计工具,而一个管理的技术。所以,PDM的实施是一项复杂的工程,安所涉及的不仅仅是技术的问题,还有业务管理、组织和行为。它所包括的内容有系统软件的配置、人员的配置、数据访问控制的配置等方面,这些都依据企业的实际情况来制定,使得符合企业需要的PDM系统能够在企业成功的运行起来。
 
   
PDM实施应包括六个方面:首先是成立PDM实施项目组,这是影响PDM实施的关键因素,是成功实施PDM的前提和保障。其次是根据企业对PDM的功能等方面的需求选择PDM系统。第三是制定PDM系统的实施计划,为具体实施工作提供指导。第四是根据所选择的PDM系统的要求,配置系统的工作环境,保障系统的正常运行。第五是根据企业的需求对软件系统进行基本的设置。第六是PDM的实际应用。具体流程如图2-1所示。

PDM系统的实施流程



 
3 实施项目组的成立
实施PDM的整个过程都离不开人,人的因素是PDM实施成功与否的关键因素。所以要在实施PDM系统之前要成立专门的实施小组。实施小组由企业管理层人员、软件安装调试人员、日常维护与管理人员、工作协调人员、数据输入人员、产品设计人员组成。这样就成立了一个由主管部门牵头,由业务人员、技术骨干等执行的PDM系统实施小组。不同的小组人员有不同的职责,具体职责如表2-1所示。这样就能保证PDM系统在实施的过程中各小组的人员各司其职,为PDM的顺利实施提供保障。

实施项目组人员职责
 



 
4 PDM系统软件选型
目前市场上有很多PDM软件,各不同的开发商提供商的软件各基本模块是一样的,但是各软件功能的侧重点还是有所不同的。在国内方面清华的TiPLM支持企业的市场驱动、整合销售、设计、制造等业务并且,支持异地协同等功能。PDM其最新版本技术水平较高,能以多种方式集成于各种Windows平台的应用系统;与CAX软件等集成效果好,能够实现对产品开发过程的有效协调与控制。用户界面简洁、数据管理能力强、支持产品设计过程和管理、定制和权限等管理方式灵活,是国内比较好的PDM系统
 
   
而企业选择PDM系统软件并非软件功能越强大、价格越贵的就越好。需要结合自身的实际情况来选择本企业适用的PDM系统。要从性价比、功能需要方面来分析和比较。在性价比方面:国外在PDM系统的研究方面比较早,所以PDM系统软件总体功能齐全、运行稳定、系统之间的集成性也很好,但是这些商用软件,价格昂贵。而国内的PDM软件,由于起步研究相对较晚,虽已具备了PDM系统管理的基本功能,但无论从操作界面、系统兼容性还是稳定性等方面与国外的PDM系统都存在较大的差异。所以为了能更好的实施PDM,最好选用国外的PDM系统。
 
   
在企业的实力方面:某机电企业是一个小型企业,从本身实力上讲,聘请专业的技术团队来实施和开发PDM系统不划算,购买专业软件又相对昂贵,所以基于这样的考虑可选择像TIPDM这样的,在市场上比较容易获得的公开免费PDM系统软件,然后根据企业的实际情况进行客户化定制以满足企业的需要。
 
   
在企业软件的应用方面:首先,因为不同公司开发的软件与设计软件的集成上或多或少会存在兼容性问题,对系统的稳定运行不利。而企业使用的设计软件是SOLIDWORKS,所以选用同一个公司开发的PDM系统在与设计软件的集成上有天然的优势,可以较好的实现设计软件与PDM系统的无缝集成,保证系统的集成的稳定性。其次,TIPDM系统与Windows高度集成,使用的界面上与人们的操作习惯非常相似,很容易为使用人员所接受。其他的PDM系统软件是一个单独的信息管理架构,所以PDM系统使用人员就要花较多的适应时间。另外,TIPDM系统与其他的软件之间也有很好的集成性,能良好的与UG、PROS、OFFICE较好的集成,所以在系统的集成性也优于其他PDM软件。
 
   
综合考虑软件的性价比、企业的实力、软件的集成应用的问题,为某企业选择TIPDM作为某企业实施的PDM系统软件。系统功能完善与Windows操作系统高度集成,在运用的时候也不会影响正常的设计流程,更容易被员工所接受。并且TIPDM具有强大的系统定制功能,在企业的自身进行二次开发的能力较弱的情况下也能方便的为企业根据自身情况来定制企业所需要的PDM系统,这样就能够更好的实现系统与企业自身实际情况的结合。

 



 
5 实施计划的制定
考虑到企业员工接受和熟练使用PDM系统需要一个过程,实施采取“先试点,然后逐渐推行”的方式来进行。为保证实施的顺利进行要在整个过程中对企业人员进行PDM系统的培训和教育,主要包括:管理层教育、实施小组培训和最终用户培训。而数据作为PDM进行管理的基础,数据标准化与原始数据输入是系统实施的重要保证,对企业的数据实施标准化也相当重要。另外一个重要的方面是根据PDM系统试用后的情况反馈,对系统进行客户化定制,将PDM系统与所实施企业的实际情况相结合,得到最适合于企业的PDM系统。根据某企业的实际情况制定具体实施计划如表2-2所示:

表2-2.jpg
 



 
6 PDM系统工作环境的配置
6.1 PDM系统网络环境配置

    1.企业现有网络环境
    随着无线网络的发展,企业员工普遍采用无线网络设备连接网络。从目前员工使用的无线网络出发,对网络的情况进行对分析。为研究企业使用现有设备的基础上的网络传输速度,进行以下测试。
 
    设备及参数:
    ●公司采用的服务器的网卡传输速度1000 Mbps;
    ●主无线主路由传输速度450 Mbps;
    ●设计人员的采用台式机的USB无线网卡传输速度150 Mbpsa

    测试所用传输文件为:自动清罐机第3代项目文件夹,大小为118.77M。传输速度的测试结果为:
    ●无线传输情况下:用时为80. 3s,其传输平均速度为1~2M/s。
    ●有线传输情况下:用时为15.6s,10 M/s以上。
 
    虽然采用设备的传输参数为150Mbps,但通过实际测试可以看出,其速度仅为1~2M/s。其传输速度远无法与有线相比。并且无线网络的传输速度受网络的连接质量和信号的影响较大,数据的传输稳定性也不能跟有线相比。还一个方面,无线网络的数据安全性也无法得到有效保证。然而,PDM系统的用户是通过网络访问PDM系统的文件库,网络是PDM系统稳定运行的保障。从设计人员高效设计的需要、企业保护数据的需要和系统运行稳定的需求方面要求为PDM系统配置一个安全、高效和稳定的网络环境。所以从上面的多个方面分析,企业实施PDM建议采用有线连接,而无线可作为辅助的网络运行环境。
 
    2. PDM系统网络结构配置
    为了保证PDM数据访问与存储有安全、高效和稳定,为企业配置有线网络。而具体的PDM系统的网络结构如图2-2所示。

支持异地协同的PDM网络结构

    局域网的用户可以通过局域网,依据权限来访问PDM系统,而远程的用户则通过互联网连接到企业的TIPDM的WEB服务上,然后通过WEB服务器来访问PDM系统。而TIPDM的WEB服务器与PDM之间有多层的安全机制如运用防火墙设置,登录的安全验证等,可以很好的保护数据不被破坏。
 
    3.网络连接的维护
    为保证PDM的长期稳定运行,就是做好系统的日常的维护管理工作。维护管理工作主要有:确保系统的网络连接的稳定,确保系统的数据安全。从实际的维护工作常见网络连接问题如表2-3表所示。

网络连接的问题

    为解决这些网络连接不稳定的问题要进行如下几个方面的网络配置:
    第一,为每一台计算机设置固定的IP。网络上的计算机有时无法通过计算机名称查找计算机,所以可为网络各计算通过设置固定IP的方式,使得客户端能查找到PDM服务器主机,保证用户的正常的访问。
 
    第二,为PDM系统配置通信端口。PDM系统的网络如图2-2所示,客户端通过网络来访问PDM系统,而为了维护系统安全,通常需要开启防火墙进行防护,此时可能通过为服务器和客户端设置通信端口的方法来解决数据的访问和存储问题。SQL Server为PDM系统提供运行支持环境。SQL以1433端口作为通信端口;PDM存档服务器以3030端口作为通信端口;WEB服务器以80、433端口作为通信端口。所以在局域网应该为服务器和客户端口打开3030和1433端口,配置有WEB服务器计算机则要打开80/433端口;保证客户端与服务器正常连接和进行数据存储。
 
    第三,正确处理服务器软件与杀毒软件的共存问题。杀毒软件会将数据库软和PDM系统软件的部分组件和程序误报为病毒,所以对于PDM系统的维护和使用人员要有相关的维护知识,不能随意运用杀毒软优化操作系统,以确保PDM系统软件与服务器软件的正常工作与连接。
 

6.2 PDM系统硬件配置
除了网络方面的要求,PDM服务器与客户端也有相应的要求。该机电企业是小型企业,选用适用于中小企业的塔式服务器就能满足企业的数据管理要求,并将数据库服务程序和存档服务器程序安装于同一服务器计算机上。这台服务器兼顾数据访问控制任务和数据存储任务,其具体配置如表2-4所示。企业根据设计人员对三维设计的需要,配备了较高性能客户端计算机,满足PDM系统对客户端硬件配置要求;其配置如表2-5所示。

服务器硬件配置

 
6.3 PDM系统的软件配置
PDM软件系统包括服务器端和客户端,根据TIPDM系统对操作系统、运行环境的不同需求,按如表2-6、表2-7所示要求进行配置。其中SQL Server是承载TIPDM的数据库软件,要与PDM和操作系统相匹配,选用64位SQL Server2008R2及更高版本,该企业选用的2012版SQL Server。由于低版本SOLID4VORKS软件无法兼容高版本数据,无法满足对数据统一管理的要求,将企业中原有的2013、2014、2015版本SOLIDWORKS软件统一升级为2015版。同时,根据PDM系统与应用软件集成的需要,将OFF工CE软件升级为2007版。

 



 
7 PDM系统的基本设置
基本设置是为了满足系统运行,依据是企业实际的产品项目、设计人员职责和设计过程等所进行的基础性设置,比如:文件库的创建、项目文件夹的生成,工作流程的定制和用户权限的管理等。
 
    1.文件库、文件夹、流程和权限之间的关系
    文件库、文件夹、流程和权限的关系如图2-3所示。其中,PDM系统文件库由系统管理员创建,管理员具有最高权限。文件库中包含:项目文件和专用文件。项目文件夹由项目负责人创建,文件夹的操作权限由项目参与人员所有,具有该文件夹的相应操作权限。文件夹中生成的文件根据流程设定的条件进入相应的流程中,比如:零件文件进行“零件审批流程”,装配体文件进入“装配体审批流程”。
 
    文件进入相应流程后,操作文件需要相应的文件夹和流程状态权限。文件的状态表示文件所处的不同设计阶段如:设计阶段、校对阶段、工艺设计阶段等;文件根据设计阶段,需要由某一状态变换到另一个状态,则要有相应的变换权限,这种变换是与现实的审批相对应,所以拥有变换权限也就意味着拥有文件的审批权限。
 

文件库/文件/流程和权限之间的关系

    2.工作流程建模
    工作流程是产品的设计过程模型化表述,也可看作是企业业务流程的过程描述。工作流程中主要包括两个方面:一是状态,将产品设计的不同阶段可定义为不同的状态;二是变换,对应设计工作中阶段的转换;状态转换与审批活动相对应。通过这样的方式描述产品的设计过程。
 
    其工流程状态与产品的设计阶段的关系如图2-4。假设“过程1”为设计阶段对应“设计中”状态,“过程2”为产品校对阶段对应“校对中”状态,依此类推,为产品每一个设计阶段进行定义和描述。依据这种流程建模方式,根据企业对设计流程的需要,将产品的设计阶段分为:设计、校对、工艺审核、标准化、审核和发布六个阶段,运用PDM系统创建如图2-5所示的工作流程,这样就能通过工作流程对品的设计过程进行管理。

工作流程管理设计活动的方式与工作流程设计

    3.用户与组配置
    用户即使用PDM系统的人员。在PDM系统中,为了更好的管理产品的设计活动,可以根据设计任务和产品的设计阶段对参与设计的人员进行分组。根据任务分组就是根据设计人员所担负的设计任务职责范围进行分组,如产品由四个主要部件组成,可将设计人员分为四个小组,然后将这四个部件的设计任务分别分配给四个小组。
 
   
这样就可根据不同设计任务的需要,对用户进行管理。第二是根据设计的阶段来分配任务,如将产品划分为:设计、校对、工艺审核、标准化、项目负责人审核、发布六个阶段,在不同的阶段,根据企业人员的专业知识,划分设计工作,负责某一阶段设计任务的人员可分为一组。通过这种方式来管理企业的人员参与产品设计的方式。
 
   
以某企业的自动清罐机设计项目为例,根据不同的设计阶段将产品分为:设计、校对、工艺审核、标准化、项目负责人审核、发布六个阶段。根据企业设计人员的专业知识分配设计任务,由3人负责产品的设计,其中1人兼任计小组长并负责设计校对工作;工艺审核人员由车间的两名工艺人员负责,其中1人兼任工艺小组组长,并负责标准化审核工作,产品设计的总负责人员由企业的审核主管理担任。
 
   
然后将参与设计的人员在不同阶段的设计任务划分为了五组。通过这样的分组后,再为不同分组的人员赋予不同的设计权限就能使设计人员在不同设计阶段参与到产品设计过程中。通过这种方式管理和控制设计人员参与设计的活动。其中,分组设置的方法如图2-6所示,通过勾选用户的方式,就能灵活的对用户进行分组设置。
 
   
其中用户组权限设置包括;管理权限、文件夹权限、状态权限、变换权限四个方面。其中管理权限是管理PDM文件库的相关权限,管理文件库是系统管理员的职责,管理人员拥有管理权限;文件夹权限是对文件及文件夹进行操作管理的权限;状态权限管理不同状态文件的权限,变换权限是将文件进行状态变换管理的权限,从某种意义上也是文档的审批权限。根据不同的人员对权限的需求,管理员可以根据不同分组人员的工作和职责范围,在PDM系统中通过勾选相应权限选项的方式为每一个用户组分配权限。每个分组人员所需要的基本权限和权限说明如表2-8所示。

组的职责和基本权限

8 小结
本章在企业的现在条件基础上,选用TIPDM为实施系统软件,根据PDM系统对软硬件和网络的要求,为企业组建了一个可通过网络访问统一管理数据的集成平台。并针对系统安全、稳定和高效运行的需求,为企业配置有线网络,并通过为网络各计算机设置固定IP和通信端口的方式,为PDM系统组建稳定的网络运行环境。并根据产品设计阶段的划分为企业的产品设计过程创建工作流程;然后将按照企业人员在产品设计中的不同设计职责与任务要求,进行人员分组,并通过为每一个分组赋予不同操作权限的方式,实现通过PDM对设计人员参与产品设计活动的管理和控制。
 

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  • 2019-11-04 10:48
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